[发明专利]一种仿生抓取机械手

说明书

技术领域

本发明涉及一种仿生抓取机械手，属于机器人操作技术领域。

背景技术

众所周知，机械手是一种机械装置，外形如手状，能模仿人手臂的某些动作功能，用以固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可以代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于仿生机器人上。通常情况下仿生机器人的机械手具有专用性，只针对具体操作对象而设计，脱离具体目标后无法使用，无法充当机器人手这样一个高度仿生的部件。

发明内容

本发明提供了一种仿生抓取机械手，以用于解决传统机械手控制难度高、无法适应多种不同物体抓取的问题。

本发明的技术方案是：一种仿生抓取机械手，包括机械手食指1、机械手中指2、机械手无名指3、机械手小指4、齿轮轴Ⅰ5、手掌支撑板Ⅲ6、手掌支撑板Ⅳ7、外侧支撑架8、手掌支撑板Ⅱ9、内侧支撑架10、手掌支撑板Ⅰ11、机械手拇指12、齿轮轴Ⅱ13、食指控制凸轮14、拇指控制凸轮15、限位块Ⅰ16、中指控制凸轮17、大圆柱齿轮18、小指控制凸轮19、无名指控制凸轮20、限位块Ⅱ21、小圆柱齿轮22、大锥齿轮23、输入轴24、小锥齿轮25、摆杆26、限位块Ⅲ27、限位块Ⅳ28、手指固定轴29、手掌支撑板Ⅳ安装位30、小指安装位31、手掌支撑板Ⅲ安装位32、无名指安装位33、中指安装位34、手掌支撑板Ⅰ安装位35、食指安装位36、手掌支撑板Ⅱ安装位37、通孔38、定位杆39、限位块Ⅴ40；

所述机械手食指1、机械手中指2、机械手无名指3、机械手小指4分别通过机械手手指上的通孔38设置在手指固定轴29上的食指安装位36、中指安装位34、无名指安装位33、小指安装位31；摆杆26通过摆杆轴和机械手拇指12固定，摆杆26与拇指控制凸轮15配合，摆杆26一端加以限位块Ⅲ27固定，摆杆轴固定在手掌支撑板Ⅰ11上；齿轮轴Ⅱ13和手指固定轴29两端分别设置在手掌支撑板Ⅰ11和手掌支撑板Ⅳ7上的安装孔上，限位块Ⅲ27设置在手掌支撑板Ⅰ11上的安装孔上，齿轮轴Ⅰ5设置在手掌支撑板Ⅲ6的安装孔上；机械手食指1、机械手中指2、机械手无名指3、机械手小指4上的定位杆39分别和食指控制凸轮14、中指控制凸轮17、无名指控制凸轮20、小指控制凸轮19贴合设置；摆杆26与拇指控制凸轮15贴合设置；手掌支撑板Ⅰ11、手掌支撑板Ⅱ9、手掌支撑板Ⅲ6、手掌支撑板Ⅳ7的一端通过手指固定轴29上的手掌支撑板Ⅰ安装位35、手掌支撑板Ⅱ安装位37、手掌支撑板Ⅲ安装位32、手掌支撑板Ⅳ安装位30同轴固定，中部依次通过齿轮轴Ⅱ13、齿轮轴Ⅰ5且同轴固定，四块支撑板呈平行设置；内侧支撑架10上设有输入轴通孔，其穿过输入轴24，内侧支撑架10上的四个开口分别与手掌支撑板Ⅰ11、手掌支撑板Ⅱ9、手掌支撑板Ⅲ6、手掌支撑板Ⅳ7固定；外侧支撑架8上设有输入轴通孔，其穿过输入轴24，外侧支撑架8上的四个开槽分别与手掌支撑板Ⅰ11、手掌支撑板Ⅱ9、手掌支撑板Ⅲ6、手掌支撑板Ⅳ7一端固定；大圆柱齿轮18与齿轮轴Ⅱ13紧配合设置；小圆柱齿轮22与大锥齿轮23相互同轴固定设置；大圆柱齿轮18与小圆柱齿轮22外啮合设置，大锥齿轮23与小锥齿轮25啮合且轴向呈90度设置；输入轴24一端与小锥齿轮25同轴固定设置，输入轴24另一端依次穿过内侧支撑架10、外侧支撑架8后通过联轴器与步进电机螺栓连接固定；齿轮轴Ⅱ13中间设置限位块，限位块两端分别设置无名指控制凸轮20和中指控制凸轮17，靠近无名指控制凸轮20一端依次设置大圆柱齿轮18、限位块Ⅱ21、小指控制凸轮19、限位块Ⅴ40，靠近中指控制凸轮17一端依次设置限位块Ⅰ16、拇指控制凸轮15、食指控制凸轮14、限位块Ⅳ28。

所述拇指控制凸轮15、食指控制凸轮14、中指控制凸轮17、无名指控制凸轮20、小指控制凸轮19的形状为类椭圆形。

其中，手掌支撑板Ⅰ11上有三个通孔，分别用于安装齿轮轴Ⅱ13、手指固定轴Ⅲ29、限位块Ⅲ27；手掌支撑板Ⅱ9上有两个通孔，分别用于安装齿轮轴Ⅱ13和手指固定轴Ⅲ29；手掌支撑板Ⅲ6上有三个通孔，分别用于安装齿轮轴Ⅱ13、手指固定轴Ⅲ29、齿轮轴Ⅰ5；手掌支撑板Ⅳ7上有两个通孔，分别用于安装齿轮轴Ⅱ13和手指固定轴Ⅲ29。

本发明的工作原理是：